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热变电阻软启动装置在风机启动中的应用Application of Thermal Variable Resistance Soft Starting Unit during Fan Starting 张耀武 / 铜陵钢铁股份有限公司 摘要:针对大中型风机存在的启动问题,在对比分析几种启动方式的基础上,介绍了一种适用于不频繁启动的启动装置热变电阻软启动装置及其工作原理和实践情况。 关键词:热变电阻 风机启动中图分类号:TH183.3 文献标识码:B文章编号:1006-8155(2005)01-0059-02 Abstract: Against the problem existed during large fan starting, based on comparative analysing a few of starting modes, thermal variable resistance soft starting unit and its working principle and practice are introduced.Key words: Thermal variable resistance Fan starting 1 引言 鼠笼电动机因其结构简单、运行可靠、使用维护方便等优点而被广泛地应用,工矿企业中的各类风机大多也是鼠笼电动机驱动的。但鼠笼电动机也有它的不足之处,那就是启动电流大,一般要达到额定电流的57倍,因而在实际应用中用鼠笼电动机作动力的风机必须选择一种合适的启动方式。对于小功率风机而言,因电机容量小,只要电网容量足够大,一般可以考虑采取直接启动方式。但对于大中型风机来说,由于电动机容量较大,如果采取直接启动,则大的启动电流会产生一些不良后果,甚至导致启动失败,其主要表现在以下三个方面:一是对电网造成冲击,使电网电压下降,电能质量变坏,从而影响同一网络上其他设备的正常运行;二是产生较大的机械冲击,容易损坏设备或缩短设备寿命;三是电动机本身存在过流冲击,加速电机绕组绝缘过热老化,同时电机内部大的热应力容易造成鼠笼条断裂,从而影响电动机的使用寿命。因此,大中型风机的启动问题一直是科研、生产和使用部门的一个重要研究课题。 2 常见的几种启动方式对比分析 在实际应用中,风机一般有下列几种启动方式:全压直接启动、降压限流启动、变频启动。下面对这几种启动方式进行一下对比分析。2.1 全压直接启动 这种启动方式不需要专门的启动设备,简单经济。缺点是启动电流大,启动转矩冲击力大,而且能否全压直接启动,还要受到诸多因素和条件的限制:比如电网容量、供电线路长度、负载对电压稳定性要求、启动频繁度、电业部门相关的规定和要求等。2.2 降压限流启动 降压限流启动方式有多种,实践中应用电抗器和自耦变压器较多。对于电抗器启动来说,机械特性较硬,启动电流大,功率因数低 ,工况适应性差,参数不可调。自耦变压器启动机械特性也较硬,启动电流较小,启动转矩小,启动过程功率因数低,不允许连续频繁启动。自耦变压器一般只有3种抽头可供选择,工况适应性也较差。2.3 变频启动 高压变频启动代表着大型电动机软启动的发展方向。变频器可最大限度地限制电动机的启动电流,减少电网压降,可实现恒转矩及变转矩启动。应该说在各种启动方式中,变频器的启动具有明显的技术先进性。但变频器投资大、维护成本高,对于那些无需调速又不频繁启动的用户来说,选择变频启动其一次投资与收益极不平衡,因此,实际中变频器单纯应用于风机启动并不广泛。另外变频器产生的高次谐波在实际应用中也是需要考虑的一个问题。3 热变电阻软启动装置在大中型风机启动中的应用实践 上面对几种常见的风机启动方式进行了对比分析,各有优缺点。笔者在这里介绍一种特别适合于不频繁启动的大中型风机的软启动装置高压热变电阻软启动装置。3.1 热变电阻软启动装置工作原理 热变电阻器是一种具有负温度特性的电阻器,当该电阻器串入风机启动回路作为风机降压启动用电阻时,风机启动电流流过热变电阻器使电阻体发热,温度逐步升高,电阻逐步降低,在启动电流基本恒定的情况下,电动机端电压逐步升高,启动转矩逐步增大,从而实现风机的平滑启动。3.2 实际应用 我厂有一台JS158-4高压风机,由交流异步电动机驱动。电机参数:额定功率680kW,额定电压6kV,额定电流77A,额定转速1480r/min,接线方式Y。原启动方式为6kV直接启动。由于启动电流大(高达600A以上),每次启动时电机绕组及铁心振动很大,母线压降也很大,严重地威胁着设备本身的运行安全,也严重地影响了网络上其他负载的正常运行。为了改善风机启动性能,减少机械冲击及电网的冲击,决定改为降压方式启动。为此通过多种方案比较认为,采用电抗器降压启动或采用自耦变压器降压启动都不是很理想,而采用变频器启动投资较大不经济,最后决定采用热变电阻软启动方案。图1 热变电阻器软启动主回路方案 该方案启动装置选用HTR3-850型热变电阻启动器,主回路方案如图1所示。改造后投入使用以来已多次启动风机,效果良好。启动过程CM)LL中设备运行平稳,母线电压6050V,压降约6%;启动电流230A,约为额定电流的3倍;启动时间约28s。启动电流和电压曲线分别如图2和图3所示。图2 启动电流曲线 图3 母线电压变化曲线4 结束语 高压热变电阻器为用鼠笼电动机作动力的大中型风机启动提供了一种既经济又可靠的选择方案,实践证明,采用热变电阻软启动具有以下的优越性:(1) 恒电流,软启动,启动电流为电机额定电流的2.03.5倍;(2) 启动平稳,对机械设备无
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